JPS58165052A - Nondestructive testing method - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般的には物体の非破壊試験のための装置お
よび方法にかかわり、更に特定するに、本発明はホログ
ラフ技術によって再構成さレルコトノ可能な縞模様（ｆ
ｒｉｎｇｅ　ｐａｔｔｅｒｎ）すなわち−合成ホログラ
ムの作成において低周波放射を利用す、る、ための装置
および方法にかかわる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates generally to apparatus and methods for non-destructive testing of objects, and more particularly, the present invention relates to an apparatus and method for non-destructive testing of objects, and more particularly, the present invention relates to an apparatus and method for non-destructive testing of objects, and more particularly, the present invention relates to an apparatus and method for non-destructive testing of objects, and more particularly to
The present invention relates to an apparatus and method for utilizing low frequency radiation in the creation of synthetic holograms.

ここでの開示内容は、電磁放・射線又は音響放射線のよ
うな周知の放射・線源を利用した走査ホログラフ技術に
よって物体の構造的特性を判別するための非破壊試験に
かかわる。本発明のここで記述される実施例では電磁故
躬轢とそして非破壊うず電流技術が使用されるけれども
、この技術分野の専門家にとっては、他の形態の故射線
が代替でき且つこの発明の開示内容に包含されることは
理解されよう。The disclosure herein relates to non-destructive testing for determining structural properties of objects by scanning holographic techniques utilizing well-known radiation sources such as electromagnetic or acoustic radiation. Although the embodiments of the invention described herein use electromagnetic radiation and non-destructive eddy current techniques, it will be appreciated by those skilled in the art that other forms of radiation can be substituted and that the present invention It will be understood that the disclosure is inclusive.

電磁的非破壊試験の原理は良く知られている。The principles of electromagnetic non-destructive testing are well known.

特に、うず電流は交番励起電流による隣接コイルからの
誘導によって、検査されるべき物体内に発生される。か
かろうず電流は、その励起電流の周波数と同じ周波数に
おいてそのコイルに連結する磁界を発生する。が、この
磁界は異なる位相をもつ。誘起される電圧の位相および
振幅は試験されている物体の構造的特性に依存し、゛。In particular, eddy currents are generated in the object to be inspected by induction from adjacent coils by alternating excitation currents. This current generates a magnetic field coupled to the coil at the same frequency as the excitation current. However, this magnetic field has a different phase. The phase and amplitude of the induced voltage depends on the structural properties of the object being tested.

その位相関係は適切な信；□号処理回路によって測定さ
れることになる。　１１．［ 試験物体におけるう７’１ｌ）−流の流れは、表皮効果
現象によ・て支配され誌。電流は、物体の形状、その厚
さおよび”その電磁的性質に依存して、深さと共に指数
゛関゛数的に減少する。表面下における深さの増加に伴
う電流振幅の減少に加えて、その電流の位相角は励起信
号からますます遅れる。The phase relationship will be measured by an appropriate signal processing circuit. 11. [The flow of fluid in the test object is dominated by the skin effect phenomenon. The current decreases exponentially with depth, depending on the shape of the object, its thickness and its electromagnetic properties. In addition to the decrease in current amplitude with increasing depth below the surface , the phase angle of that current becomes increasingly delayed from the excitation signal.

多くのうず電流試験法に共通な欠陥は、きず又は異常部
分のシャープな寸法上の明確さが得られないことである
。像が得られる場合、被試験物体におけるき、ずはシャ
ープさのない像として、又はその形状がそのきず自体の
形状に相関してない像として描写されるのが普通である
。A common deficiency of many eddy current testing methods is the lack of sharp dimensional definition of flaws or abnormalities. When an image is obtained, the flaw on the object under test is typically depicted as an unsharp image, or as an image whose shape does not correlate with the shape of the flaw itself.

この制約は、一体５の適、切な浸透を得るために必要と
づる電磁波の長い波長に起因する。もしも波長がその試
験周波数を上げることによって縮小されるとすると、う
ず電流の浸透も表皮効梁現象のために：同様に減少され
る。更に、かかる長い波長を用１、・いると、利用しろ
る走査薄口の寸法における一′：：何学的制約がホログ
ラフ結像プＯｔ’　２　Ｅ　Ｊ：６　、ｌ：ｌ：、、　
（７）　Ｍ　ｆｊｌｌ　ｔ　’Ｉｊ　＜ｆ　６．　ｈ　
ｆ　’Ｋ　”ＥＩ　Ｌｆ、：覧 しばしば単一波長の槁円（ｆｒｉｎｇｅ　ｃｉｒｃｌｅ
　）だけが構造的特性の所定の点に対して結像のために
右動であるからである。点源からの単一の縞円゛は、ホ
ログラフ再構成のためのレンズまに゛は回折パターンが
存在しないた−めに、光学的に再構成することができ゛
・ない。かくして、−こうした条件の下に′ある点欠陥
の像゛□は打ち消される。この制限された開口は′、欠
陥が表面°に近いか又は幾何学的構成にて制限されてい
るよ゛うな多くの応用におい′て生ずる・。　　　　　
　　・　゛１９６９年発゛行のＪ　、　Ｏｐｔ、　Ｓ　
ｏｃ、　Ａ’ｍ、、第５９巻、第１〜１９真に記載され
ているＢ、Ｐ。This limitation is due to the long wavelength of electromagnetic radiation required to obtain adequate penetration of the body. If the wavelength is reduced by increasing the test frequency, the penetration of eddy currents is also reduced: due to the skin effect phenomenon. Furthermore, when such long wavelengths are used, a mathematical constraint on the dimensions of the available scanning aperture is imposed on the holographic imaging plane Ot' 2 E J:6 ,l:l: .
(7) M fjll t 'Ij <f 6. h
f 'K ``EI Lf,: Often seen as a single wavelength fringe circle.
) is right-handed for imaging for a given point of the structural feature. A single fringe circle from a point source cannot be reconstructed optically because there is no diffraction pattern between the lenses for holographic reconstruction. Thus, - under these conditions, the image of a point defect '□' is canceled out. This limited aperture occurs in many applications where the defect is close to the surface or limited in geometry.
・ J, Opt, S issued in 1969
oc, A'm, Volume 59, Nos. 1-19.

Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄ″およびＫ　ｅｒｉ’ｎｅｔｈ　
　Ｈａｉｎｅｓによる“Ｈｏｌｏｏｒａｐｈｙ　ｂｙ　
　Ｓ　ｃａｎｎｉｎｏ”ど″言う題の文献では、走査形
音響ホＯグラフィに関する結像についての現在知られ“
ている技術が一般的に論じられている。゛ここでの開示
内容に閏！’Ｌ、”で論じられている像位置方程式壱倍
率は、かかる周知のホログラフ技術をシミュレートし、
構成波長を合成的に′縮小させる゛ような位相増倍□係
数から引き出されたものである。Hildebrand'' and Keri'neth
“Holooraphy by Haines
The article titled "S cannino" describes what is currently known about imaging for scanning acoustic lithography.
The techniques used are generally discussed.゛Enter the disclosure content here! The image position equation 1 magnification discussed in 'L,'' simulates such well-known holographic techniques,
It is derived from the phase multiplication factor that synthetically reduces the constituent wavelengths.

米国特許第４，０８４，１３６＠は、サンプルの′特性
における変動についての表示を作り出すうず電流試験￥
Ａ＠＠開示している。信号拡大器は発生された信号をサ
ンプリングし、方形波またはつ４ルシユ（Ｗａｌｓｈ）
関数の選択された根拠によってこのサンプリングされた
信号を拡大して、サンプリングされた′信゛号を表示す
る複数の信号成分を作り出す。これらは回路網によって
組み合わされ″て欠陥についての表示を与える。初期信
号はりサージ・パターンで゛あって、−そＫらは、その
後、表面下の欠陥につい′ての線像を与えるために投写
され且つ回転される。−可゛視表示は達成されるげｈ゛
ども□、検出さ□れ゛たきずの大きさおよび寸′法につ
いての正”確な表示は得ら６’ない。U.S. Pat. No. 4,084,136 describes an eddy current test that produces an indication of variations in the properties of a sample.
A@@Disclosed. The signal expander samples the generated signal and converts it into a square wave or Walsh wave.
This sampled signal is expanded by a selected basis of the function to produce a plurality of signal components representing the sampled signal. These are combined by a network to give an indication of the defect.The initial signal surge pattern is then projected to give a line image of the subsurface defect. - Although a visual representation is achieved, an accurate representation of the size and dimensions of the detected flaw is not obtained.

米国特許第３，７２１，８９６号におい゛キ゛はうず電
流試験′技パ柘か′記述さ−れており、物体−か゛らの
出力信号はそ′め信号の周波数お′よび位相を２倍にす
るべ′く処理゛□されて基準位相信号を作り出す。２倍
にされた基準位相は、同期比較器“の感度を上げるため
に移相器によって発生さ°れる基準位相と比較される。In U.S. Pat. No. 3,721,896, the key is described as an eddy current test technique in which the output signal from an object doubles the frequency and phase of the other signal. It is preferably processed to produce a reference phase signal. The doubled reference phase is compared with a reference phase generated by a phase shifter to increase the sensitivity of the synchronous comparator.

このシスｉムは２つの位相間における差を決定し′、そ
の検出された差を示す最終出力信号を生じさせる。この
文献ではうず電流試験技術力感度を増大する可能性を論
じているが、それ以上の処Ｓ←必要なホログラフ情報を
含むフリンジ・パターンすなわち縞模様を作り出すため
に信号を利用することについては全く示唆していない。This system determines the difference between the two phases and produces a final output signal indicative of the detected difference. Although this article discusses the potential of increasing the sensitivity of eddy current testing techniques, it does not provide any further information on the use of the signals to create fringe patterns containing the necessary holographic information. Not suggested.

米国特許第４，００５，３５８号は磁力計を開示してｉ
す、うず電流による測定された磁気モーメントにおける
歪は交流フィードバック回路網を介した違和の信号の取
消しによって除去される。U.S. Pat. No. 4,005,358 discloses a magnetometer i
Distortions in the measured magnetic moment due to eddy currents are removed by cancellation of the offending signals via the AC feedback network.

しかし位相増倍又はホログラフ結像の可能性については
全く論議していない。However, there is no discussion of the possibility of phase multiplication or holographic imaging.

うず電流試験技術から得ら゛れる情報を増加させること
を目的とした別な従凍の特許としては米国特許第３，２
２９，９１８号があ÷る。ここで開示さ′１ れている発明では、多周波信・“号にて励起される□１
− 試験コイルを採用し−（いる−茎の装置てｎられる出力
は物体の特性を表示するアナログ信号である。結像技術
については論じていない。米国特許第４，２０７，５２
０号は、うず電流試験技術を取扱うアナログ−デジタル
型の平衡システムを記述している。出力信号は、クラッ
クのようなきすについて感度の良い位相検出を与えるた
めに一］ンピュータにおいて処理されるが、結像につい
ては論じていない。Other patents aimed at increasing the information obtained from eddy current testing techniques include U.S. Pat.
There is No. 29,918. In the invention disclosed herein, □1 is excited by a multi-frequency signal.
- Employing a test coil - the output of the stem device is an analog signal representing properties of the object. Imaging techniques are not discussed. U.S. Pat. No. 4,207,52
No. 0 describes an analog-to-digital balanced system that deals with eddy current testing techniques. The output signal is processed in a computer to provide sensitive phase detection for defects such as cracks, but imaging is not discussed.

米国特許第３，６７８，４５２号は音響ホログラフィに
かかわり、サンプリング技術を増大するために周波数逓
倍器を利用している。これはコヒーレント波期間を多数
の位相整数へ細分割し、各々はグレイ−スケール濃度の
ような最終のホログラム・パラメータでの対応ステップ
を表わす。US Pat. No. 3,678,452 is concerned with acoustic holography and utilizes a frequency multiplier to augment the sampling technique. This subdivides the coherent wave period into a number of phase integers, each representing a corresponding step in the final hologram parameters such as gray-scale density.

ホログラフ技術によって再生可能な像を合成的（ζ作り
出すための位相増倍技術については記述していない。It does not describe phase multiplication techniques for synthetically producing (ζ) images that can be reproduced by holographic techniques.

米国特許第４，２２２，２７３号においては、物体にお
けるきずを検出お′：５よび結像するためのホログラフ
装置が記述され□ている。ホログラムは縞模様に表示さ
れ、その一体の位置°および形状は再生技術によりその
模様から決定できる。分周技術は使用されているが、検
出された位相信号の合成増倍については記述していない
。In US Pat. No. 4,222,273, a holographic device for detecting and imaging flaws in objects is described. The hologram appears in a striped pattern, the integral position and shape of which can be determined from the pattern by reproduction techniques. Although frequency division techniques are used, synthetic multiplication of the detected phase signals is not described.

本発明の目的は、ホログラフ結像技術における合成的開
口拡張を行なってホログラフ再生のできる縞模様を構成
するための装置と方法を提供することにある。従来は、
非破壊試験における開口制約がかような結像技術を不可
能にしていたものである。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for synthetic aperture expansion in holographic imaging techniques to construct striped patterns that can be reproduced holographically. conventionally,
Aperture constraints in non-destructive testing made such imaging techniques impossible.

本発明、の他の目的は、有効な透過を制限するような試
験物体へと向けられる放射線の周波数増加をもたらすこ
となしに、かカラ縞模様２の２、形成を達成することに
ある。Another object of the present invention is to achieve the formation of a fringe pattern 2 without resulting in an increase in the frequency of the radiation directed to the test object that would limit effective transmission.

本発明の一別な目的は、ホログラフ技術によって試験物
体に、おける構造的特性の正確な可視表示に変換できる
ような形態の測定された試験信号から縞ユ模様を合成的
に作り出すことにある。Another object of the present invention is to synthetically create a striped pattern from a measured test signal in a form that can be converted by holographic techniques into an accurate visual representation of structural properties in a test object.

本発明の、更に別な目的は、コヒーシシト１８号処理法
に適したあらゆる形態の放射線と共に採用できる非破壊
試験技術を提供するにある。この技術は優れた深度透亨
性を持つ低周波において物体の検査を可能にし且つ高周
波にお、（）て轡られるのと同様な像が結果的に得られ
ると同時Ｇこ１脣れた横解浄度を作り出す。　。Yet another object of the present invention is to provide a non-destructive testing technique that can be employed with any form of radiation suitable for Cohesion No. 18 processing. This technique allows inspection of objects at low frequencies with excellent depth penetration and at high frequencies, resulting in an image similar to that seen when viewed from above, while at the same time Creates clarity. .

本発明の更に別な目的、利点および新規な特長は、以下
の説明から明らかになろう。Further objects, advantages and novel features of the invention will become apparent from the following description.

本発明による以上のおよび他の目的を達成するために、
本発明の装置は、試験物体の構造的特性の間数として位
相値が変動する一定周波数の出力信号を発２生、するた
めの走査手段を含んでいる。位相倍率器は、出力信号の
周波数および位相値を予め選ばれた数だけ増倍するため
に利用される。検出器回路は、増倍された出力信号と予
め選ばれた前記の数だけ増倍された周波数をもつ基準励
起信号との間の位相１、差を検出する。To achieve the above and other objects according to the present invention,
The apparatus of the invention includes scanning means for generating a constant frequency output signal whose phase value varies as a function of the structural characteristics of the test object. A phase multiplier is utilized to multiply the frequency and phase values of the output signal by a preselected number. A detector circuit detects a phase 1 difference between the multiplied output signal and a reference excitation signal having a frequency multiplied by the preselected number.

得られた信号は、ホログラフ技術によって再構成され得
る縞模様として物体の走置プロットを記録するため、に
可視表示装置へと向けられる。The obtained signal is directed to a visual display device in order to record a displacement plot of the object as a stripe pattern that can be reconstructed by holographic techniques.

本発明の更に別な観点による本発明の方法は５、一定周
波数の励起信号から、の放、射線を試験物体に透過させ
る工程；物体の構造的特性の関数として位相値が°変わ
る出力信号を作り出すため−にその物体を走査する■程
；その出力信号の位相値および周波数を予め選ばれＩ：
数だけ増倍すろ工程：増倍された位相値とその周波数が
前記と同じ予め選ばれた数だ番プ増倍された後での励起
信号の位相値との間の位相差を検出する■程；そしてホ
ログラフ技術によって再構成されることのできる縞模様
を作り出すために前記の検出された位相差の関数として
物体の走査プロットを記録する工程から成っている。According to a further aspect of the invention, the method of the invention comprises the steps of: transmitting radiation from an excitation signal of constant frequency into a test object; producing an output signal whose phase value varies by degrees as a function of the structural properties of the object; Scanning the object to produce; the phase value and frequency of its output signal are preselected;
Multiplying step by a number: detecting the phase difference between the multiplied phase value and the phase value of the excitation signal after its frequency has been multiplied by the same preselected number as above. and recording a scan plot of the object as a function of said detected phase difference to produce a fringe pattern that can be reconstructed by holographic techniques.

本発明の＠胃および方法によると、物体の構造的特性が
その物体の表面近くにあるか又は走査のために用いられ
る開口寸法を制限する幾何学的形状によって閉じ込めら
れているために他の方法や装置では結像され得ないよう
な構造的特性についてのシャープ（規定された前面像を
形成する。物体の表面下に□お１）る構造的特性の深さ
は、最もシャープな、、蝋゛皐を作り出す再構成パラメ
ータによって決定□することができる。横＠ｆｌＡ度は
放射線波長におけるシミュレートされた縮小によって確
立され、しかもその材Ｆｌにおける電磁波長よりも小さ
な大きさ又はＩ！準の浸透深さの２倍にすることは容易
である。位相増倍技術は検出されたデータに対して実行
されるので、試験物体に印加される長い波長の信号によ
り得られる浸透深さは不変である。この位相増幅技術は
低周波音響ホログラフィにも適用でき、困難な材料につ
いての優れた浸透と高い解！！Ｊ１度の−とを旅ね備え
た試験を行なえる。According to the present invention and methods, other methods because the structural properties of the object are near the surface of the object or are confined by a geometry that limits the aperture size used for scanning. The depth of structural features that cannot be imaged with the sharpest (forming a defined frontal image, below the surface of the object) It can be determined by the reconstruction parameters that produce the distortion. The transverse @flA degree is established by a simulated reduction in the radiation wavelength and is smaller in magnitude than the electromagnetic wavelength in the material Fl, or I! It is easy to double the standard penetration depth. Since the phase multiplication technique is performed on the detected data, the depth of penetration obtained by the long wavelength signal applied to the test object remains unchanged. This phase amplification technique can also be applied to low frequency acoustic holography, with excellent penetration and high resolution for difficult materials! ! You can conduct a test in preparation for traveling to - and J1 degree.

電磁的試験および音響学的ホログラフィの周知の技術お
よび以下において記述される本発明の技術は、ここで利
用される特定な波の放射線２に限定されないことは理解
されよう。本発明は、可視光、マイクロ波、赤外線、紫
外線、Ｘ線、ラジオ波などを含む電磁放射線の全スペク
トルに対し且つ圧縮可能な放射線又は音響学的放射線の
全ての範囲に；対して適用可能である。それは、ホログ
ラ不ｒ９：、、経過時間位相吐稗プロセス（ｈｏｌｏｇ
ｒａｐｈｉｃ　ｔｉｍｅ　ｏｆ　ｆｌｉｇｈｇ　ｐｈａ
ｓｅ　ｃｏｍｐｕｔａ−目ｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）
を利用したコヒーレント結像および非コヒーレント４ｔ
ｉ！ｉＩ！技術のいずれにも適用する。この発明から生
ずる合成的−に形成されるホログラムまたは縞模様は、
コヒーレント結像光の使用によって処理されることので
きるホログラフ情報を含み、被試験物体の構造的特性に
ついての可視像を生じさせる。　゛ この明細書の一部分を構成している添付図面は本発明の
幾つかの実−例を例示し、以下の記□述と共に、本発明
の原理を理Ｗ４″ＩＪる手助けとなろう。It will be appreciated that the well-known techniques of electromagnetic testing and acoustic holography and the techniques of the present invention described below are not limited to the particular wave radiation 2 utilized herein. The present invention is applicable to the entire spectrum of electromagnetic radiation, including visible light, microwaves, infrared, ultraviolet, X-rays, radio waves, etc., and to the entire range of compressible or acoustic radiation; be. It is a holographic process (holog
rapic time of flyg pha
computer-processes)
Coherent imaging and non-coherent 4t using
i! iI! Applies to any technology. The synthetically formed hologram or stripe pattern resulting from this invention is
It contains holographic information that can be processed through the use of coherent imaging light to produce a visible image of the structural properties of the object under test. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which form a part of this specification, illustrate some embodiments of the invention and, together with the following description, serve to explain the principles of the invention.

゛以下、本発明の好ましき実施例が詳細に検討されるが
、それについての例が添付図面に例示されている。Reference will now be made in detail to preferred embodiments of the invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.

電磁的非破壊試験に対して用いられる場合、うず電流は
、交流によって励起される隣接コ゛イルからの誘１によ
り、試験される”べき物体内に流される。このうず電流
は゛、受信器コイルへと連結する磁界を発生し、送信器
コイルに印加される励ｉ電流と同じ周波数であるが位相
においては異なるかも知れない電圧を゛受信器］・イル
内に誘起する。誘起された電圧の位相角および振幅は試
験中における物体の特性に依存する。誘起された電圧は
、その電圧における変動（２コイル法）又はそ゛のコイ
ルの等価インピーダンス（単体コイル法）のいずれかを
検知する適当な電子機器によって測定される。When used for electromagnetic non-destructive testing, eddy currents are caused to flow into the object to be tested due to induction from adjacent coils excited by an alternating current. These eddy currents flow into the receiver coil. generates a coupled magnetic field that induces a voltage in the receiver coil that may be of the same frequency but different in phase as the excitation current applied to the transmitter coil.The phase angle of the induced voltage and the amplitude depends on the properties of the object under test.The induced voltage is detected by suitable electronic equipment that detects either the variation in that voltage (two-coil method) or the equivalent impedance of that coil (single-coil method). Measured by

多くのうｆ電流試験に共通な欠陥は、゛きず又は汚損部
分についてシャープな寸法上の鮮明さが得られないこと
である。きず又は汚損部分が物□体の表面付近にあるか
、又はぎもなくば−幾何学的構成により制限されるよう
な場合に有効層限定された開［１寸法は、記録される縞
模様が使用可能な回折パターン又はレンズを作′う出す
ための□多炬縞を含まないた妬に一１結像を不′可゛能
にするリ　　　　　　　　　　　　′ ここで開示される発明はこうした問題に対して解決を与
えるものであり、検知された出力信号を調整することに
より有効波長を大きさにおいて１桁又は２桁はど合成的
に縮小することができる。出゛力信号が調整□されるの
で、この技術では低い試験周波数の使用によって得られ
るような有効な浸透度が確保できる。その帖梁、他の技
術ではかかる結像が不可能であるような場合でも、像再
構成技術を利用したきず又は汚損部分について高い解像
度の像を発生することができる。A common flaw in many effluent tests is the inability to obtain sharp dimensional definition of flaws or stains. If the flaw or soiled area is near the surface of the object or otherwise limited by the geometrical configuration, the effective layer is The invention disclosed herein provides a solution to these problems. By adjusting the detected output signal, the effective wavelength can be synthetically reduced by one or two orders of magnitude. Because the output signal is adjusted, this technique ensures effective penetration, such as that obtained by using lower test frequencies. Image reconstruction techniques can be used to generate high resolution images of flaws or stains, even in cases where such imaging is not possible with other techniques.

受信されたきず信号の周波数および位相増倍は、その増
倍係数だけその構成又は試験波長を合成的に減少させる
ように思われる。波長における見かけの減少は合成的な
周波数翻訳ホ［］グラムを実行する。高い合成周波数で
もって構成された縞模様は、同じ周波数のホログラムに
おいて見出されるのと類似している。この概念は優れた
浸透深さを伴う低い試験周波数における物体の検査を可
能にし、増大された倍率および解像度を伴う高い合成周
波数における再構成像を作り出す。これは、うアミ流又
は音響学的データを使用したきずおよ（０゛汚損分につ
いての定量化、分類および＾解＊ｉ結像のための技術の
使用を可能にする。Frequency and phase multiplication of the received flaw signal appears to synthetically reduce its composition or test wavelength by the multiplication factor. The apparent decrease in wavelength implements a synthetic frequency translation ho[]gram. A fringe pattern constructed with a high synthetic frequency is similar to that found in a hologram of the same frequency. This concept allows inspection of objects at low test frequencies with superior penetration depth and produces reconstructed images at high synthetic frequencies with increased magnification and resolution. This allows the use of techniques for quantification, classification and resolution imaging of flaws and stains using flow or acoustic data.

試験物体内におけるうず電流の流れは、表皮効果現象に
よって支配される。電流は深さと共に指数関数的に減少
し、その電流の位相角は励起電流からま寸ま（理れる。The flow of eddy currents within the test object is governed by the skin effect phenomenon. The current decreases exponentially with depth, and the phase angle of the current is exactly the same as the excitation current.

第１図には、理想化された平面波の場合における深さと
位相角との間の通常のリニアおよび位相増倍関数が示さ
れている。図から解る如く、その位相角は物体の深さと
共に増加している。この１つのパラメータは本発明によ
る縞模様の表示を構成するのに利用される。FIG. 1 shows the usual linear and phase multiplication functions between depth and phase angle in the case of an idealized plane wave. As can be seen, the phase angle increases with the depth of the object. This single parameter is utilized to construct the striped display according to the invention.

本発明の方法によると、試験される物体はまず初めに一
定周波数の励起信号からの波形放射線により浸透される
。電磁方式の場合、周波数源はコイルに供給される励起
信号を持つ発振器である。その後、その物体は一定周波
数における出力信号を作り出すために走査される。出力
信号の位相角は蔓の物体において遭遇される横通約特性
の関数１とりで変動することになる。According to the method of the invention, the object to be tested is first penetrated by waveform radiation from an excitation signal of constant frequency. In the case of electromagnetic systems, the frequency source is an oscillator with an excitation signal supplied to the coil. The object is then scanned to produce an output signal at a constant frequency. The phase angle of the output signal will vary as a function of the transversal commensurability characteristics encountered in the vine object.

うず電流方式において、物崇は走査コイルによって走査
される。走査装置すなわち走査コイルからの出力信号の
位相値および周波数は、その信号の波長を合成的に減少
させるために予め選ばれた数だけ増倍される。走査面に
おける位相差は次いで、増倍された周波数における出力
信号の増倍された位相値と励起信号について同様に増倍
された周波数の位相値との周で検出される。物体のまわ
りの点が走査されるにつれてのこれら位相値差の検出は
、検出された４つ相差の関数として物体の走査プロット
を作り出すのに使用される。これは、物体の構造的特性
の可視像としてホログラフ技術により再構成され得る縞
模様を作り出す。In the eddy current method, the material is scanned by a scanning coil. The phase value and frequency of the output signal from the scanning device or scanning coil is multiplied by a preselected number to synthetically reduce the wavelength of the signal. The phase difference in the scanning plane is then detected around the multiplied phase value of the output signal at the multiplied frequency and the phase value of the excitation signal at the same multiplied frequency. Detection of these phase value differences as points around the object are scanned is used to create a scan plot of the object as a function of the detected four-way phase differences. This creates a striped pattern that can be reconstructed by holographic techniques as a visible image of the object's structural properties.

好ましき実施例においては、記録ステップは記録用オシ
ロスコープ上で達成される。検出された位相差は、走査
コイルの通常の動作に連結される２次元走査に関連した
オシロスコープ・スクリーン上での表示を制御する自込
み信号として使用される。In a preferred embodiment, the recording step is accomplished on a recording oscilloscope. The detected phase difference is used as a built-in signal to control the display on the oscilloscope screen associated with the two-dimensional scan coupled to the normal operation of the scanning coil.

第２図は、深さおよび開口寸法に間して従来技術での制
約の下で縞模様を構成づる際に生ずる事象のシーケンス
を例示している。第３図は本発明の方法において利用さ
れるステップを例示している。FIG. 2 illustrates the sequence of events that occur in constructing a striped pattern under prior art constraints on depth and aperture size. FIG. 3 illustrates the steps utilized in the method of the present invention.

第２図には、点欠陥１１を横切る走査面１０に沿って走
査するうず電流コイルが示されている。印加される波長
の長さはライン１２によって示されている。得られる縞
模様１３は２次元状の１つの縞円から成っている。単一
の縞模様は、走査される開口寸法が再構成され得る多重
槁ホログラムを作り出すには不充分であることによる。In FIG. 2, an eddy current coil is shown scanning along a scanning plane 10 across a point defect 11. The length of the applied wavelength is indicated by line 12. The resulting striped pattern 13 consists of one two-dimensional striped circle. This is because a single stripe pattern is insufficient to create a multi-band hologram from which the scanned aperture size can be reconstructed.

この制約された開口制限は、欠陥が表面近くにあるか又
は機器の幾何学的構成により制限されるような多くの応
用において生ずる。This constrained aperture limitation occurs in many applications where defects are near the surface or are limited by equipment geometry.

従来のホログラフ技術を用いてレーザ１４からのコヒー
レント光を受ける場合、かかる単一の縞模様から像を作
り出すことはできない。When receiving coherent light from laser 14 using conventional holographic techniques, it is not possible to create an image from such a single stripe pattern.

第３図は、走査された出力信号の位相角および出力信号
周波数が予め選ばれた数だけ増倍された場合の同様な結
果を例示している。この例での増倍係数は９である。従
って、点欠陥１１ａから出る例示の同心円間における波
長は、第２図で示されているものの９分の１である。多
重縞１３ａは、同じ点欠陥１１ａを見た場合、同一走査
面１０を横切って作り出される。合成の縮小された波長
はライン１２ａによって示される。さて、多重縞１３ａ
を含んでいる像がレーザー４ａによって照らされる場合
、点欠陥の真の共ｔＱＩＩは１５において達成される。FIG. 3 illustrates similar results when the phase angle of the scanned output signal and the output signal frequency are multiplied by a preselected number. The multiplication factor in this example is 9. Therefore, the exemplary concentric wavelength emanating from point defect 11a is one-ninth of that shown in FIG. Multiple stripes 13a are created across the same scanning plane 10 when looking at the same point defect 11a. The combined reduced wavelength is indicated by line 12a. Now, multiple stripes 13a
The true co-tQII of the point defect is achieved at 15 when the image containing .

本発明によると、第２図に概略的に示されＣいる従来の
一般的方法において得られる位相値はすべて、任意な拡
大係数により合成的に増倍される。位相値増倍によって
、音響的ホログラフィと類似した典型的多重ｖＡｔなわ
ちゾーン・レンズ・パターンを持つ新しく拡大された開
口ホログラムを作り出す。かくして、合成的な波長の縮
小により、うず電流又は他の波長故躬轢′：：′ 走査技術によって検出さ・□、′ｆｒＬる欠陥について
の独（−ｉ、ｊ、・９ 特な２次元像を構成すや；ことが可能である。According to the invention, all phase values obtained in the conventional conventional method, schematically shown in FIG. 2, are multiplied synthetically by an arbitrary magnification factor. Phase value multiplication creates a new enlarged aperture hologram with a typical multi-vAt or zone lens pattern similar to acoustic holography. Thus, the synthetic wavelength reduction provides a unique two-dimensional effect on eddy currents or other wavelength defects detected by scanning techniques. It is possible to construct an image.

１１ 第４図の簡略化された１０ツク図は、うず電流試験に対
する軟土の方法を１行するための装置を例示している。11 The simplified diagram of FIG. 4 illustrates an apparatus for performing one line of the soft earth method for eddy current testing.

走査コイル１６はω、の試験周波数におい−（励起され
る。うず電流ブリッジからの何等かのオフ−ナル（ｏｆ
ｆ−ｎｕ　ｌ　ｌ　）すなわちきす信号は位相倍率器に
印加される。きず信号は記号Ｓｆ　　によって表されて
いる。The scanning coil 16 is excited at a test frequency of ω.
f-nu l l ), or the f-null signal, is applied to a phase multiplier. The flaw signal is represented by the symbol Sf.

さｆ信＠Ｓ壬　　の周波数と位相とは共に、位相倍率器
１７において予め選ばれた数ｎだけ増倍される。得られ
る信号の位相は次いで、同じ周波数ｎω１　の励起発振
器１８からの基準信号に関して検出される。基準信号は
Ｓ、　　として第４図に示されている。信号倍率器２０
と低域フィルタ２１とから成る位相検出器からの検出さ
れた位相情報は、第４図においてＳ、４　　として指定
されているきず、信号である。そのきず位相信号は蓄積
オシロスコープ２２上での書込み指令として利用される
。Both the frequency and phase of the signal are multiplied by a preselected number n in a phase multiplier 17. The phase of the resulting signal is then detected with respect to a reference signal from excitation oscillator 18 of the same frequency nω1. The reference signal is shown in FIG. 4 as S, . Signal multiplier 20
The detected phase information from the phase detector consisting of a low pass filter 21 is the flaw signal designated as S,4 in FIG. The flaw phase signal is used as a write command on the storage oscilloscope 22.

：・： 走査コイル１．：１１１・６の運動は、通常の機械的走
査アラ５□ａｘ’ｌカ、６およｃ、２□、いオ。:・： Scanning coil 1. :111.6 movement is normal mechanical scanning 5□ax'l, 6 and c, 2□, and o.

１１゜ ロスコープ２２に連結される。、ホログラムに類似し且
つ独特の組合せにある縞模様２３からなるパターンすな
わち模様は、きず２４が物体２５内で走査されるにつれ
てディスプレイ上に描かれる。It is connected to an 11° scope 22. , a pattern of stripes 23 in a unique combination, similar to a hologram, is drawn on the display as flaws 24 are scanned within object 25 .

一般に、この試験装置は、物体２５の構造的特性、特に
きず２４の検出の関数として位相値が変動プる一定周波
数の出力信号（８ず信号Ｓｆ）を発生するために、走査
コイル１６として例示されている走査手段を含むのが好
ましい。記号１・７として総称的に示されている位相倍
率器手段は、きず信号Ｓｆ　の周波数および位相値を予
め選ばれた数ｎだけ増倍するために利用される。Generally, the test device is exemplified as a scanning coil 16 to generate a constant frequency output signal (8 signal Sf) whose phase value varies as a function of the structural properties of the object 25, in particular the detection of flaws 24. Preferably, the scanning means includes a scanning means for scanning the image. Phase multiplier means, designated generically as 1.7, are utilized to multiply the frequency and phase values of the flaw signal Sf by a preselected number n.

増倍された出力信号即ち信号８ｆ　　とイの−きず信号
に印加された係数だけ増倍された走査周波数に等しい基
準励起信号すなわち基準信＠Ｓ８　との間の位相差を検
出するための手段が設けられている。増倍された周波数
は、物体２５の走査プロラドを縞模様２３として記録す
るために、かかる位相差の検出に応動する手段によって
処理される。これはオシロスコープ２２として示されて
いて、信号倍率器２０と低域フィルタ２１とから成る位
相検出器に作用的に接続されている自込み指令制御部を
持っている。得られる縞模様２３は、第３図の右側に示
されている光学システムのようなホログラフ技術によっ
て再構成さｈ得る。かかる再構成は、物体２５内で検出
される構造的特性すなわちきず２４の可視像を作り出す
。Means are provided for detecting the phase difference between the multiplied output signal or signal 8f and a reference excitation signal or reference signal @S8 equal to the scanning frequency multiplied by a factor applied to the flaw signal. It is provided. The multiplied frequency is processed by means responsive to the detection of such a phase difference in order to record the scanning prorad of the object 25 as a fringe pattern 23. This is shown as an oscilloscope 22 and has a built-in command control operatively connected to a phase detector consisting of a signal multiplier 20 and a low pass filter 21. The resulting fringe pattern 23 can be reconstructed by holographic techniques such as the optical system shown on the right side of FIG. Such reconstruction produces a visible image of the structural features or flaws 24 detected within the object 25.

以下の数学的論議は同時的焦点（又は点）源−受信器走
査を採用している位相増倍ホログラフィについての解析
を与える。ここで使用される解析は、先に引用した１１
　ｉ　１ｄｅｂｒａｎｄおよび１１ａｉｎｅｓによる文
献において利用されているのと同じである。像位置を示
す式は、位相増倍ホログラフィにおいて使用される種々
な走査技術に対して誘導される。The following mathematical discussion provides an analysis for phase multiplication holography employing simultaneous focal (or point) source-receiver scanning. The analysis used here is based on the 11 cited above.
It is the same as used in the literature by Idebrand and Ilaines. Equations describing image position are derived for various scanning techniques used in phase multiplication holography.

この解析において使用される合成ホログラム構成および
再構成の幾何学的説明図が第５図に例示されている。合
成ホログラム構成中での受信器点（ｘ　、　ｙ　、　ｚ
　）における位相は次式にて表わされる。A geometric illustration of the composite hologram configuration and reconstruction used in this analysis is illustrated in FIG. The receiver point (x, y, z
) is expressed by the following equation.

φ（ｘ、１．ｚ）　＝φ、　（ｘ、１．リーφ、（χ、
ン、リ　　　　（１）再構成源による合成ホログラムの
照明後（こおける受信器点（ｘ　、　ｙ　、　ｚ　）で
の位相は次式（こで示される。すなわち： 上式で、ｎ＝位相増倍係数 為＝構成波長 入＝再構成波長 ＋は共役像を示す −は実像を示す　　・ もしも式（２）からの位相が：像点（ｘ　、　ｙ　、　
７　）において集束するとするな１、うば、次式の如く
なる。すなわち； 上式はガウシアン（Ｇａｕｓｓｉａｎ　＞　像形状と呼
ばｈでいる。通常の処理としては、二項級数における距
離項（ζ、　ｒ；、ｒ；、、　ｒ、；およびｒ、　）を
拡大してｘ、■および２の係数を等式化することである
。我々はモの距離項を（ｘ　、　ｙ　、　ｚ　）系の原
点の周囲で拡大し、距ｌｌ１ｌｉ−をα、β、γ系の周
囲で拡大した。受信器が走査する領域は距離に関して小
さいと仮定し、原点（ｘ、ｙ、ｚ）に中心をおいている
。同様な限定は源の運動に対しても適用される。第１次
項は次のガウシアン像の位置を示す式を生じさせる。す
なわち：、′ ここで、ｒ２＝ｏｏ（′２．半面波基準ビーム）および
合成ホログラム倍率ｍ−ｍｘ　＝　ｍｙである。φ (x, 1. z) = φ, (x, 1. Lee φ, (χ,
(1) After illumination of the synthesized hologram by the reconstruction source, the phase at the receiver point (x, y, z) is given by the following equation (i.e.: where n = phase increase Multiplication factor = constituent wavelength input = reconstructed wavelength + indicates a conjugate image - indicates a real image If the phase from equation (2) is: image point (x, y,
7), the following equation is obtained. In other words; is to equate the coefficients of x, ■ and 2. We expand the distance term of mo around the origin of the (x, y, z) system, and the distance ll1li− of the α, β, γ system. We assume that the region scanned by the receiver is small with respect to distance and is centered at the origin (x, y, z). Similar limitations apply to the motion of the source. The first-order term gives rise to the following expression for the position of the Gaussian image: ,' where r2=oo('2.half-wave reference beam) and the composite hologram magnification m-mx=my.

もしもここで同時的源−受信器走査配置を仮定すると、
近似的像−ホログラム距離は式（８）によって与えられ
る。すなわち： 合成ホログラムは小さな合成波長（すなわら。If we now assume a simultaneous source-receiver scanning arrangement,
The approximate image-hologram distance is given by equation (8). Namely: Synthetic holograms have small synthetic wavelengths (i.e.

λＢｉｎ　）において構成されたように見える。これは
、λＳ　でもって構成されたホログラムと比較して有効
距離を１１０に縮小する。この合成ホログラムは、等価
のλｓｉｎ波長でもって構成されたホログラムと同じ像
距離を持つことになる。λBin). This reduces the effective distance to 110 compared to a hologram constructed with λS. This composite hologram will have the same image distance as a hologram constructed with an equivalent λsin wavelength.

低周波において構成された合成、ホログラムはへ周波ホ
ログラムをシミュレートしている。A synthetic hologram constructed at low frequencies simulates a low frequency hologram.

同じ走査配置に対する横−像倍率は、像位置を示す式か
−ら容易に引出され、式（９）によ、つて与えられる。The transverse image magnification for the same scanning configuration is easily derived from the equation for image position and is given by equation (9).

すなわち： この解析は、本発明の技術を使用することにより合成周
波翻訳ホログラムの構造を数学的に具体化するものであ
る。それは以下で論議さ・れる実験手順を実証する。Namely: This analysis mathematically specifies the structure of a synthetic frequency translation hologram by using the techniques of the present invention. It demonstrates the experimental procedure discussed below.

第６図および第７図には、ホログラムを発生づるための
位相増倍ブＤ　Ｌ−スを腹行する２つの一般的方法が示
されている。第６図に、示されている方法においては、
ω置　の試験周波数は励起発振器３０および０分の１カ
ウン、り３１から得られる。試験周波数は、うず電流ブ
リッジ３２およびさぐりコイル３３として示されている
従来のうず電流電子装置に加えられる。３４として図式
的に示され、でいろうず電流ブリッジ３２からの不平衡
（ｏｆｆ　ｂａｌａｎｃｅ　）信号は、適当な増幅器３
５において増幅される。それらは零交Ｖ！検出器３６に
よっ、て自乗され、位相ロック・ループ３７に対する。FIGS. 6 and 7 illustrate two general methods of moving a phase multiplier bus D L to generate a hologram. In the method shown in FIG.
The test frequency at ω is obtained from an excitation oscillator 30 and a 1/0 counter 31. The test frequency is applied to conventional eddy current electronics, shown as an eddy current bridge 32 and a search coil 33. The off balance signal from the current bridge 32, shown schematically as 34, is connected to a suitable amplifier 3.
Amplified at 5. Those are zero voltage V! is squared by detector 36 to phase-locked loop 37.

基準周波数として使用される３位相増倍は位相ロック・
ループ３７によって実行される。そのループ内に含まれ
ている電Ｌ（制御発振器３８の周波数および位相は共に
、さぐりコイル３３に対し４工加えられる信号の周波数
および位相に関してｎ４ｆ！、Ｔ；ある。電圧制御発振
！出力は、発振器３０から印加されるその基準周波数が
ｎω、である位相、検出器４，０に印加される。位相検
出器４０のための好ましき実施例は、その出力が低域ろ
波される排他的論理和ゲートである。位相検出器出力は
、表示装置又はオシロスコープ（図示せず）に対する２
アクセス書込み指令として用いられる。The three-phase multiplication used as a reference frequency is phase-locked.
This is executed by loop 37. The frequency and phase of the voltage control oscillator 38 contained in the loop are n4f!, T; with respect to the frequency and phase of the signal applied to the search coil 33.The voltage control oscillation! output is A phase detector 4,0, whose reference frequency is nω, is applied from an oscillator 30.A preferred embodiment for the phase detector 40 is an exclusive filter whose output is low-pass filtered. The phase detector output is a two-way gate to a display or oscilloscope (not shown)
Used as an access write command.

軸ずれ基準信号の相当曇を４１において冑るための対策
が位相ロック・ループ３７内に成されている。これは、
回折された像からの零次光を空間的に分離することによ
り光学像再構成ｌロセスを助ける。軸ずれ制御入力に加
えられる電圧の直線的関数である位相遅れが電圧制御発
振器３８に導入される。Provisions are made within the phase lock loop 37 to eliminate significant clouding of the off-axis reference signal at 41. this is,
Spatial separation of the zero-order light from the diffracted image aids the optical image reconstruction process. A phase lag is introduced into voltage controlled oscillator 38 that is a linear function of the voltage applied to the off-axis control input.

第７図には、ホログラム発生についての第２のかつ更に
有利な方法が概略的に示されている。A second and more advantageous method of hologram generation is schematically shown in FIG.

この方法は、試験周波数ω１１の１７′ｎ倍である１山
□ 中間周波数へのコイル３３ａめ□、、′：周波数翻訳を
利用する。この周波数は、４２↑１示されている周波・
　□・。This method utilizes frequency translation of the coil 33a to an intermediate frequency that is 17'n times the test frequency ω11. This frequency is 42↑1the frequency shown.
□・.

数翻訳器によって予め選ばれた数ｎでもって割られる。Divided by a number n preselected by a number translator.

第７図に概略的に示されている残りの要素は、第６図に
例示されている要素に対応して番号付けされている。コ
イル信号の周波数翻訳は極めて有利である。なぜならば
、最終の位相検出器４０ａおよび電圧制御発振器３８ａ
が試験周波数の倍数ｎωｌ　よりはむしろその試験周波
数ω２　において動作できるからである。もしも、例え
ば、Ｉ　Ｍ　Ｉ−１ｚの試験周波数と４０の倍率ｎが使
用されるとすると、第６図における電圧制御り発振器３
８は、４０　Ｍ　Ｈｚにおいて動作しなければならない
ことになる。第７図において示されている配列は、そう
した高周波回路の厳しい設計に対する必要性を緩和する
。The remaining elements shown schematically in FIG. 7 are numbered corresponding to the elements illustrated in FIG. Frequency translation of the coil signal is extremely advantageous. Because final phase detector 40a and voltage controlled oscillator 38a
can operate at its test frequency ω2 rather than at a multiple of the test frequency nωl. If, for example, a test frequency of I M I-1z and a multiplication factor n of 40 are used, the voltage controlled oscillator 3 in FIG.
8 would have to operate at 40 MHz. The arrangement shown in FIG. 7 alleviates the need for rigorous design of such high frequency circuits.

第７図の技術に関連して必要な周波数翻訳を１行するた
めの１つの方法には、単側帯波抑制された搬送波振幅変
調がある。＾周波信号の振幅と位相とは共に、□低い側
帯波又は差周波数に、：：１ 保有される。別な１ｉ″：１法としては、ブリッジ信号
＜７−１）ｘ□ヮー：、′・：、、。□およ、１幅係■
、、。One method for accomplishing the one-line frequency translation required in conjunction with the technique of FIG. 7 is single sideband suppressed carrier amplitude modulation. Both the amplitude and phase of the ^frequency signal are retained at the □lower sideband or difference frequency::1. Another 1i'':1 method is the bridge signal <7-1)x□wa:,'・:,,.
,,.

数を検出し、これらのレベルをより低い中間周波数にお
けるそれぞれ正弦および余弦波の振幅１ｙｌＪ御に対し
て使用する方法がある。こうした２つの波が一緒に棚棒
される場合、その桔梁はイのブリッジ信号の位相および
振幅特性を持つ中間周波正弦波（５ｉｎｕｓｏｉｄ）と
なる。There is a method of detecting the numbers and using these levels to control the amplitude 1ylJ of the sine and cosine waves, respectively, at lower intermediate frequencies. When these two waves are stacked together, the beam becomes an intermediate frequency sine wave (5inusoid) with the phase and amplitude characteristics of the bridge signal of A.

採用された回−パラメータの１つの例として、ここでの
１実施例では、４００Ｋ　ＨＺの試験周波数および４０
の位相増倍係数が使用された。かくして中間周波数は１
０ＫＨｚであって、電圧制御発振器３８ａおよび位相検
出器ＡＯａ（第７図）をオリジナルすなわち元の試験周
波数において動作させることができる。As one example of frequency parameters employed, in one embodiment herein, a test frequency of 400K HZ and a
A phase multiplication factor of was used. Thus the intermediate frequency is 1
0 KHz, allowing voltage controlled oscillator 38a and phase detector AOa (FIG. 7) to operate at the original or original test frequency.

検出されたきずについての光学的像を作り出すための合
成的電磁又は音響ホログラムの再構成は、第８図におい
て示すようなｍ甲な光学式コンピュータによって達成で
きる。レーザ５０はコヒーレントな光源を与え、液体ゲ
ート５１内に取付けられている合成的に発生されたホロ
グラムを照明し且つ再構成する。空間フィルタ５２は、
光源が点源になるのを確保するために、レーザ５０から
のビームを整形すなわちろ波する。機器としては、永久
記録のためにきず―を写真熱形するとき（必要な露光を
与える機械的又は電気的に時間されたシャッタを含む必
要がある。調整可能な機械的開口５３＆倶ホログラムの
全領域にわたって必要な光を与える。レンズ５４の位置
は可変である。移動するレンズ５４は、きずの実像を可
視スクリーン５５上に集束せしめる。異なるレンズ位置
は試験サンプルにおける異なるきず深さに対応する。Reconstruction of the synthetic electromagnetic or acoustic hologram to create an optical image of the detected flaw can be accomplished by a sophisticated optical computer as shown in FIG. Laser 50 provides a coherent light source to illuminate and reconstruct a synthetically generated hologram mounted within liquid gate 51. The spatial filter 52 is
The beam from laser 50 is shaped or filtered to ensure that the light source is a point source. The equipment must include a mechanically or electrically timed shutter to provide the necessary exposure when photographically thermoforming the flaw for permanent recording. Provides the necessary light over the area. The position of the lens 54 is variable. The moving lens 54 focuses a real image of the flaw onto the visible screen 55. Different lens positions correspond to different flaw depths in the test sample.

ボログラムは、ホログラム・フィルムのものと近似した
屈折率を持つ溶液を含む液体ゲート５１内で示される。The bologram is shown in a liquid gate 51 containing a solution with a refractive index similar to that of the hologram film.

この液体ゲートは、他の手Ｉ？１ｒ：は位相エラーを生
ずるであろうフィルム厚さ変動の望ましくない彩管を本
質的に除去する。Is there another way to use this liquid gate? 1r: essentially eliminates the undesirable chromaticity of film thickness variations that would cause phase errors.

溶液は２つの光学的平坦部の間でフィルムを取り巻き、
そのフィルムがコヒーレント光に対するゲートの幅と同
程度の厚さに現われるようにする。かぐして□、光学的
な平滑な表面がフィルム表面となって現われ、それによ
り厚さの変動を除去すする。代表的にはすりガラスであ
る像スクリーン５５が、ホログラムから特定の距離に置
かれている。そこで、きず像はテレビジョン・モニタ（
図示せず）上で直接見られる。永久記録は、単に、その
モニタ・スクリーン５５をカメラ（図示せず）と交換す
ることによって得られる。The solution surrounds the film between two optical flats;
The film is made to appear as thick as the width of the gate for coherent light. After sniffing □, an optically smooth surface appears as the film surface, thereby eliminating thickness variations. An image screen 55, typically frosted glass, is placed at a certain distance from the hologram. Therefore, the image of the flaw was placed on a television monitor (
(not shown) can be seen directly above. Permanent recording is obtained by simply replacing the monitor screen 55 with a camera (not shown).

本発明に関連した初期の実験は、静ＪＩ　Ｎｉと走査さ
れた受信器音響構造とを使用して種々な基本的像パラメ
ータを確かめることから行なった。Initial experiments related to the present invention were conducted using static JINi and scanned receiver acoustic structures to ascertain various fundamental image parameters.

音響システムは、像パラメータおよびそれに関連した再
構成技術が良く知られているために、うず電流方式にお
いて使用された。これは未知な変数の数を減少させた。Acoustic systems were used in the eddy current approach because the image parameters and associated reconstruction techniques are well known. This reduced the number of unknown variables.

音響的実験の目的は、２．５ＭＨ２（２の位相増倍係数
を用いて）で構成さ、れた合成ホログラムを、５ＭＨｚ
および２．５Ｍ、Ｈ２音費ホログラムと比較することで
あった。、・、・本発明による内構□ 成理論では、合成ホログラムいと５ＭＨｚホログラムと
は同じ再構成バラメニタおよび同一の像倍率を持つこと
を予測する。The purpose of the acoustic experiment was to create a synthetic hologram composed of 2.5 MHz (with a phase multiplication factor of 2) and a 5 MHz
and a 2.5M, H2 sound cost hologram. The internal structure according to the present invention predicts that the composite hologram and the 5 MHz hologram will have the same reconstruction parameters and the same image magnification.

第９図〜第１４図は、合成ホログラム、Ｂ菅ホログラム
°およびそれらの再構成像を比較のために示している。9 to 14 show a composite hologram, a B-tube hologram, and their reconstructed images for comparison.

第９図および第１０図は２．５＼４１１７合成ホログラ
ム及び像を示している。第１１図および第１２図は５Ｍ
Ｈ２音響ホログラム及び像を示している。第１３図およ
び第１４図は２．５Ｍ　）ｌ　ｚ音響ホログラムおよび
像を示しでいる。Figures 9 and 10 show the 2.5\4117 composite hologram and image. Figures 11 and 12 are 5M
H2 acoustic hologram and image are shown. Figures 13 and 14 show a 2.5M) lz acoustic hologram and image.

５　Ｍ　Ｈｚ音響ホログラム（第１１図）と２．５＼１
１１７合成ボログラム（第９図）とは本質的に同じ縞模
様を持っている′。それらは同一であるように思われ、
２．５Ｍ　ｌ−１ｚホログラム（第１３図）からは容易
に区別される。第１３図に示されている音響ホログラム
は、同じ周波数において構成され引続いてｊ、２の位相
増倍係数によって処理された合成ホロ：、グラム（第９
図）と比較して低い空間周波数をり含む縞模様を持って
いる。5 MHz acoustic hologram (Figure 11) and 2.5\1
It has essentially the same striped pattern as the 117 composite bologram (Figure 9). They seem to be identical;
It is easily distinguished from the 2.5M l-1z hologram (Figure 13). The acoustic hologram shown in FIG. 13 is a composite hologram constructed at the same frequency and subsequently processed by a phase multiplication factor of
It has a striped pattern that includes lower spatial frequencies compared to (Fig.).

′：１ 第１０図、第１２・：・、図および第１４図は小さな点
物体（直径で１．５ｍ−）の３つの再構成像を示してい
る。５ＭＨｚ音響ホログラムと２．５〜４１１７合成ホ
ログラム像とは、あたかもその合成ホログラムが合成５
ＭＨｚ音響ホログラムｒあるかの如く、同一条件の下で
再構成された。10, 12..., and 14 show three reconstructed images of a small point object (1.5 m in diameter). The 5MHz acoustic hologram and the 2.5~4117 composite hologram image are as if the composite hologram were
A MHz acoustic hologram was reconstructed under the same conditions as if it were present.

有効な内構成源距離はホログラムから５．１１１１であ
った。実像−ホログラム距離は６．ｉｍ　、そして横倍
率はｏ、ｏｏｓであった。２．５ＭＨｚｍも５．６ｍの
有効源距離を伴って６．１１１１　ｋｍおいて再構成さ
れた。横倍率は正確に５　Ｍ　ｌ−１７値の２分の１　
（０，００２５）であった。The effective internal source distance was 5.1111 from the hologram. The real image-hologram distance is 6. im, and the lateral magnification was o, oos. 2.5 MHzm was also reconstructed at 6.1111 km with an effective source distance of 5.6 m. The lateral magnification is exactly 5 M l-17 value 1/2
(0,0025).

次に一連の実験では、像倍率が５〜ＩＩニア音費ホログ
ラムおよび２．５Ｍ　Ｈｚ合成ホログラムに対して等し
いことを説明するために、大さな□非対称の金属文字１
１　Ｆ　Ｎが結像された。第１５図は、合成ホログラム
□および大きな１２．７ｃｍ＋文字１１　Ｆ　ＩＩの構
成幾何学構造を示す。合成ホログラムと音響ホログラム
とは最適の走査配列（同時的源−受信器）を用いて構成
された。第１５図に示されている如く、文字ａｍ　Ｆ”
６０の打抜き片は同時的源−受信器６２による走査のた
めにスタンド６１上に支持された。Next, in a series of experiments, a large □ asymmetric metal letter 1 was
1 F N was imaged. FIG. 15 shows the construction geometry of the composite hologram □ and the large 12.7 cm+letter 11 F II. The composite hologram and acoustic hologram were constructed using an optimal scanning array (simultaneous source-receiver). As shown in Figure 15, the letters am F”
60 stamps were supported on a stand 61 for scanning by simultaneous source-receiver 62.

第１６図〜第２１図は文字“Ｆ”の合成ホログラム、音
響ホログラムおよび再構成像を示しでいる。第１６図お
よび第１７図には、２．５ＭＨｚ合成ホログラムとその
像とが示されている。第１８図および第１９図には、５
ＭＨｚ音費ホログラムとその像とが示されている。第２
０図および第２１図には、２．５Ｍ　Ｈｚボログラムと
その像とが示されている。16-21 show a composite hologram, an acoustic hologram, and a reconstructed image of the letter "F". A 2.5 MHz composite hologram and its image are shown in FIGS. 16 and 17. In Figures 18 and 19, 5
A MHz sound hologram and its image are shown. Second
A 2.5 MHz bologram and its image are shown in FIGS. 0 and 21.

５〜４Ｈｚ音響ホログラム（第１８図）および２．５Ｍ
Ｈ２合成ホログラム（第１６図）の縞模様は、２．５Ｍ
Ｈ２音響ホログラム（第２０図）と比較して大きな空間
周波数成分を示している。5-4Hz acoustic hologram (Figure 18) and 2.5M
The striped pattern of the H2 composite hologram (Figure 16) is 2.5M.
It shows large spatial frequency components compared to the H2 acoustic hologram (Figure 20).

第１８図に示されている音響ホログラムと第１６図に示
されている合成ホログラムとは、そｔｌらの槁濃度にお
いて同じように見える。The acoustic hologram shown in FIG. 18 and the composite hologram shown in FIG. 16 appear to be the same in their density.

文字１１　Ｆ　Ｐｌの内構成際は、それら縞模様の下部
の第１７図、第１９図および第２１図にそれぞれ示され
ている。有効な内構成源距離は合成ホログラム又は音響
ホログラム゛から４．釦であった。合成ホログラムに対
する実像−ホログラ１１距離は６．１１１１で横倍率は
０．３であった。第１７図に示されている２、５Ｍ　Ｈ
Ｚ合成ホログラム像は、第１９図において示されている
５ＭＨ２Ｎ響ホログラム像と正確に同じサイズで同一の
倍率を持っている。比較のために第２１図に示されてい
る２、５Ｍ　Ｈｚ音響ボログラｌＸ縁は０．０７の機構
倍率を持っている。The internal structure of the characters 11 F Pl is shown below the striped patterns in FIGS. 17, 19, and 21, respectively. The effective internal source distance is 4. from the synthetic hologram or acoustic hologram. It was a button. The real image-hologram 11 distance with respect to the composite hologram was 6.1111, and the lateral magnification was 0.3. 2,5M H shown in Figure 17
The Z composite hologram image is exactly the same size and has the same magnification as the 5MH2N acoustic hologram image shown in FIG. For comparison, the 2.5 MHz acoustic Vologram IX edge shown in FIG. 21 has a mechanism magnification of 0.07.

上述の実験結果は、再構成パラメータお上び像倍率が合
成位相増倍ホｄグラムと等画周波数音響ホログラムとの
間で同一であることを立証する。ここで記述されるプロ
セスは、その位相増倍係数だけその構成波長を合成的に
縮小させると思われる。The above experimental results demonstrate that the reconstruction parameters and image magnification are the same between the synthetic phase multiplied hodgram and the isofrequency acoustic hologram. The process described here is believed to synthetically reduce the constituent wavelengths by their phase multiplication factor.

第２２図および第２３図は既知の円形状欠陥の検出のた
めのうず電流合成ホログラム幾何構成を示し°Ｃいる。Figures 22 and 23 show eddy current synthesis hologram geometries for detection of known circular defects.

冑られ６合成ホログラム（，１第２４図に示されており
、？’の再構成された像は第２５図に示されている４１
ｊ、・・１：；照明すなわち試験用：″１゜ 波数は５００Ｋ　ＨＺであって、空隙は０．１ｍｍであ
った。磁気プローブは、′６ＩｌｌｌＩｌの円形状欠陥
６４を持つステンレス鋼板６３上における２、４ｃ＋＋
ｘ２．４ｃｍの開口を走査した。欠陥６４は板６３の頂
面下０．２５１１１！ＩＩにあった。冑られるうず電流
欠陥位相信号は４０倍された。第２４図において示され
ているような生成縞模様間隔は点物体音響ホログラムに
おけるものと非常に似ているように見える。内側におけ
る４つの縞間隔は理論的に予測される間隔とかなり緊密
に相関したが、外側槁はそうでなかった。この外側縞は
開口端部における位相エラーの結果であり、開口縮小技
術による再構成プロセスにおいて除去できるものである
。The 6 composite hologram (,1 is shown in Figure 24, and the reconstructed image of ?' is shown in Figure 25.41
j,...1: ; For illumination or testing: "1° wave number was 500 K HZ, and the air gap was 0.1 mm. The magnetic probe was placed on a stainless steel plate 63 with a circular defect 64 of 2, 4c++
An aperture of x2.4 cm was scanned. Defect 64 is 0.25111 below the top surface of plate 63! It was in II. The detected eddy current defect phase signal was multiplied by 40 times. The generated fringe spacing as shown in FIG. 24 appears very similar to that in point object acoustic holograms. The four stripe spacings on the medial side correlated fairly closely with the theoretically predicted spacings, whereas the lateral stripe spacings did not. This outer fringing is a result of phase errors at the aperture edges and can be removed in the reconstruction process by aperture reduction techniques.

縞模様く第２５図）の光学的再構成は、ステンレス鋼に
おける平坦な頂部孔の独特なうず電流像を図式的に示し
ている。The optical reconstruction of the striped pattern (FIG. 25) schematically shows the unique eddy current image of a flat top hole in stainless steel.

同様に第一２６図〜第２９図は、ステンレス鋼板６６に
おけるシ１ミュレートされた表面クラック６５について
（ｊｊ）、うず電流合成ホログラム幾何構造、得られる
槁ｍ様、および再構成像を示しくいる。スロット６５は
、長さ６．２５１ＩＩＩｌ１１幅０．２５ｍｎ＋そして
高さ０．５１１ＩＩｌｌであった。合成ホログラムは、
４０の位相増倍係数で５００Ｋ　＋１２において構成さ
れた。第２８図に示されている縞模様の一般的形状は線
状物体ホログラムと似ている。ここでの外側縞間隔エラ
ーも、プ［ｌ−１が開口の最極端部に近づく際の位相エ
ラーに依るものである。再構成された像は表面ス０〕７
トの頂面を示している。これは、極端に低い照明周波数
を考慮した例外的な像であった。Similarly, FIGS. 126 to 29 show the eddy current composite hologram geometry, the resulting pattern, and the reconstructed image for a simulated surface crack 65 in a stainless steel plate 66 (jj). . Slot 65 had a length of 6.251III11, a width of 0.25mm+, and a height of 0.511IIII. The synthetic hologram is
It was constructed at 500K +12 with a phase multiplication factor of 40. The general shape of the striped pattern shown in FIG. 28 is similar to a linear object hologram. The outer fringe spacing error here is also due to the phase error when P[l-1 approaches the extreme end of the aperture. The reconstructed image is surface 0〕7
The top surface of the top is shown. This was an exceptional image considering the extremely low illumination frequency.

第３０図は、蒸気発生器チ」−ブロア庖検査するための
従来におけろうず電流非破壊試験法と本発明による技術
とを図式的に比較しているう回転プローブ６８は、第３
０図の底部に示されているような２次元合成ホログラム
を構成するのに使用される。従来のボビンプローブ７０
からの慣用的な絶対信号は、分析用の孔７１およびスロ
ット７２の１次元プロフィールのみを構成する。位相増
倍ホログラフィについての本発明による技術は、独特な
欠陥幾何構造を示？＋２次元像を与える。これは、その
試Ｍ法に対する解釈分析を大いに向上させ、オペレータ
に必要な訓練を実質的に減少させることができる。FIG. 30 schematically compares the conventional wax current non-destructive testing method for steam generator blower inspection with the technique according to the present invention.
It is used to construct a two-dimensional composite hologram as shown at the bottom of Figure 0. Conventional bobbin probe 70
The conventional absolute signal from the pores 71 and slots 72 constitute only one-dimensional profiles of the holes 71 and slots 72 for analysis. Does our technique for phase-enhanced holography exhibit unique defect geometries? +Gives a two-dimensional image. This can greatly improve the interpretive analysis for the M method and substantially reduce the training required for the operator.

本発明の好ま七き実施例についての軟土の記載は例示と
説明とのために与えられたもので、本発明を開示された
形態に厳密に限定づるものではな≦、軟土安示唆に基づ
いて幾多の修正および変更が可能である。換言するに、
ここで詳細に論議された実施例は、本発明の原理および
その実際的応用を最も良く説明するために選ばれ旦つ記
述されており、従って当業者においては、本発明を変更
および修正して特殊な用途に利用づることができよう。The description of soft earth preferred embodiments of the invention is given for purposes of illustration and explanation and is not intended to limit the invention strictly to the form disclosed. Numerous modifications and changes are possible based on this. In other words,
The embodiments discussed in detail herein were chosen and described in order to best explain the principles of the invention and its practical application, and therefore will suggest that variations and modifications may be made to the invention by those skilled in the art. It could be used for special purposes.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１■は、うず電流位相角を深さの関数としてプロット
した図であり； 第２図は、像を発展させることができる縞模様を作り出
すための開口制約の問題とそれによりもたらされる欠陥
についての説明図であり；第３図は、本発明によるプロ
セスの技術を説明している第２図と同様な説明図であり
；　−第４図は、本発明によろうず電流システムの簡略
化されたブロック図であり： 第５図は、本発明技術の解析に使用される構成および再
構成幾何学的構造を説明している該略図であり： 第６図は、本発明を実施するための例示的回路のブロッ
ク図であり； 第７図は、回路の変形例のブロック図であり：第８図は
、本発明と関連して使用するための光学的再構成システ
ムの概略図であり；第９図は、本発明の結果として得ら
れる縞模様の写真であり； 第１０図は、第９図に示されている縞模様から点像を再
構成した図であり； 第１１図および第１３図（ま、基準ホログラｌ＼、：１ の写真であり；　　　　　　・ 第１２図および第１４図は、第１１図および【 第１３図１０縞模様１８．膏・す６１１−リ； 第１５−図は、本発明を立証するのに使用される幾何学
的構造の代表的概略図であり；第１６図は、第１５図に
示した実験の結果として得られた縞模様の写真であり； 第１７図は、第１６図における縞模様から発展された再
構成像を示しており； 第１８図および第２０図は、基準の音響的ホログラムの
写真であり： 第１９図および第２１図は、第１８図および第２０図の
縞模様からそれぞれ構成された像であり： 第２２図は、本発明を利用する試験操作の模式的な平面
説明図であり： 第２３図は、第２２図において示されている試験操作を
説明する平面図であり； 第２４図は、第２２図および第２３図の試験操作から生
ずる縞門様を例示しており；第２５図は、第一：４図の
縞模様から発展され）、・ た再構成像であり、：：□：： １　′・、。 第２６図は本発明ｉ利用づる試験操作の模式的な平面説
明図であり： 第２７図は、第２６図における試験操作を説明する平面
図であり： 第２８図は、第２６図および第２７図に示されている試
験操作から生ずる縞模様を例示しており； 第２９図は、第２８図の縞模様から発展された再構成像
であり；　そして 第３０図は従来のうず電流技術と本発明との概略比較図
である。 １０・・・走査面、１１・・・点欠陥、１２・・・波長
ライン、１３・・・縞模様、１４・・・レーザ、１５・
・・共役像、１６・・・走査コイル、１７・・・位相倍
率器、１８・・・発振器、２０・・・信号倍率器、２１
・・・低域フィルタ、２２・・・オシロスコープ、２３
・・・縞模様、２４・・・きず、２５・・・物体、３０
・・・発振器、３１・・・１／ｎカウンタ、３２・・・
うず電流ブリッジ、３３・・・さぐりコイル、３５・・
・増幅器、３６・・・零交叉検出器、３７・・・位相ロ
ックループ、４０・・・位相検出器、４２・・・周波数
翻訳器、５０・・・レーザ、５１・・・液体ゲート、５
２・・・空間フィルタ、５３・・・開口、５４・・・レ
ンズ、５５・・・スクリーン。Figure 1 is a plot of the eddy current phase angle as a function of depth; Figure 2 is about the problem of aperture constraints and the resulting defects to create a fringe pattern that allows the image to evolve. FIG. 3 is an illustration similar to FIG. 2 illustrating the technique of the process according to the invention; FIG. FIG. 5 is a block diagram illustrating the construction and reconstruction geometry used in the analysis of the present technique; FIG. 7 is a block diagram of an exemplary circuit; FIG. 7 is a block diagram of a variation of the circuit; FIG. 8 is a schematic diagram of an optical reconstruction system for use in conjunction with the present invention. 9 is a photograph of the striped pattern obtained as a result of the present invention; FIG. 10 is a reconstruction of a point image from the striped pattern shown in FIG. 9; FIG. 11 and Fig. 13 (This is a photograph of the reference hologram l\, :1; - Fig. 12 and Fig. 14 are photographs of Fig. 11 and [Fig. - The figure is a representative schematic diagram of the geometry used to demonstrate the invention; Figure 16 is a photograph of the striped pattern obtained as a result of the experiment shown in Figure 15; Figure 17 shows the reconstructed image developed from the fringe pattern in Figure 16; Figures 18 and 20 are photographs of the reference acoustic hologram; Figures 19 and 21; are images respectively constructed from the striped patterns shown in FIGS. 18 and 20: FIG. 22 is a schematic plan view of a test operation using the present invention; FIG. 24 is a plan view illustrating the test operation shown in FIG. 24; FIG. 24 illustrates the striped gate pattern resulting from the test operation of FIGS. This is a reconstructed image developed from the striped pattern in Figure 4), and ::□:: 1'. FIG. 26 is a schematic plan view for explaining the test operation using the present invention. FIG. 27 is a plan view for explaining the test operation in FIG. 26. FIG. Figure 27 illustrates the stripe pattern resulting from the test procedure; Figure 29 is a reconstructed image developed from the stripe pattern of Figure 28; and Figure 30 is a conventional eddy current technique. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Scanning surface, 11... Point defect, 12... Wavelength line, 13... Striped pattern, 14... Laser, 15...
... Conjugate image, 16 ... Scanning coil, 17 ... Phase multiplier, 18 ... Oscillator, 20 ... Signal multiplier, 21
...Low-pass filter, 22...Oscilloscope, 23
...Striped pattern, 24...Flaw, 25...Object, 30
...Oscillator, 31...1/n counter, 32...
Eddy current bridge, 33... Search coil, 35...
- Amplifier, 36... Zero-crossing detector, 37... Phase locked loop, 40... Phase detector, 42... Frequency translator, 50... Laser, 51... Liquid gate, 5
2... Spatial filter, 53... Aperture, 54... Lens, 55... Screen.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、物体の構造的特性を非破壊的に判別する試験方法に
おいてニ 一定周波数の励起信号からの波形放射線を物体に浸透さ
せ： 前記−、定周波数をもちかつ前記物体の構造的特性の関
数として賓動する位相値をもつ出力信号を発生させるた
めに前記物体を走査し；予め選ばれた数だけ前記出力信
号の位相値および周波数を増倍し二　　　　　　−前記
増倍周波数での出力信号の前記増倍位相値とその周波数
を前記予め選ばれた数だけ増倍したのちの前記励起信号
の位相値との間の位相差を検出し：　そして 前記２つの増倍周波数信号間で検知された位相差の関数
としての前記物体の走査プ【］ットを記録して、前記物
体の構造的特性の可視像としてホログラフ技術によって
再構成可能な縞模様を作り出すことを特徴とする物体の
構造的特性を判別するための非破壊試験方法。 ２、前記物体は金属製であり、前記放射線は電磁放射線
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
試験方法。 ３、前記出力信号は、前記波形放射線による浸透の結果
として前記物体内に発生されたうず電流から誘導される
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の試験方
法。[Claims] 1. In a test method for non-destructively determining the structural properties of an object, the object is penetrated by waveform radiation from an excitation signal of a constant frequency: scanning said object to generate an output signal having a phase value that varies as a function of structural properties; multiplying the phase value and frequency of said output signal by a preselected number; and - said multiplication frequency. detecting the phase difference between the multiplied phase value of the output signal at and the phase value of the excitation signal after multiplying its frequency by the preselected number: and detecting the phase difference between the multiplied phase value of the output signal at recording a scanned plot of said object as a function of the detected phase difference between said objects to produce a fringe pattern that can be reconstructed by holographic techniques as a visible image of structural properties of said object; A non-destructive testing method for determining the structural properties of objects. 2. The test method according to claim 1, wherein the object is made of metal and the radiation is electromagnetic radiation. 3. A test method according to claim 1, characterized in that the output signal is derived from eddy currents generated in the object as a result of penetration by the waveform radiation.